گلوله های سوزان

[ak2 677]

                                                               

 

 

در این تایپیک قصد دارم مجموعه ای از اطلاعاتی که قبلا در مورد گلوله هایی که قسمتی از اون در عین فرایند شلیک می سوزه رو ارائه بدم. امیدوارم دوستان استقبال کنند. البته این بحث یک مقدار طولانی هست و از گلوله های کفشک دار شروع میشه و میره جلو تا میرسه به بحث ما برای همین هم در چند قسمت آماده خواهد شد. ممکنه مقداری بحث خشک و علمی بشه در بعضی جاها پس پیشاپیش عذر خواهی من رو بپذیرید.

 

مقدمه

 

گلوله ­های ضد زره یا انرژی جنبشی با نسبت طول به قطر بالا که در منابع علمی به عنوان پرتابه­ های میله­ ای بلند شناخته شده ­اند به دلیل چگالی و سرعت و نسبت طول به قطر بالا قابلیت نفوذ زیادی دارند. این پرتابه­ ها اغلب دارای سابوت بوده و میله ­ی بلند قطر کمتری از کالیبر لوله ­ی پرتابگر دارند.

حمل پرتابه­ ی میله ­ای سنگین در داخل لوله پرتابگر به عهده قطعه­ ای به نام سابوت می باشد. سابوت میله پرتاب­گر را در بر گرفته و تا دهانه لوله حمل می ­کند. با توجه به این که نیروی وارد بر پرتابه در داخل لوله ناشی از فشار حاصل از سوختن خرج و برابر حاصلضرب فشار در سطح پشت پرتابه می ­باشد، با افزایش سطح می ­توان نیروی وارده را افزایش داد. به این ترتیب نقش اصلی سابوت افزایش سطح و در نتیجه بالا رفتن نیروی وارده به پرتابه می ­باشد. سابوت به عنوان قطعه ­ای که سطح داخلی آن با میله­ ی پرتابه و سطح خارجی آن با لوله پرتابگر در تماس است علاوه بر افزایش سطح مقطع و حمل پرتابه وظایفی از قبیل حفظ تعادل محوری، جلوگیری از نشت گاز­های حاصل از سوزش خرج، جلوگیری از حرکات نا خواسته و جلوگیری از تماس میله پرتابه با جداره لوله پرتابگر را نیز بر عهده دارد. رفتار سابوت در داخل و خارج از لوله، نقش مهمی در کارایی بالستیکی این نوع پرتابه ­ها دارد.

 

1.1تقسیم بندی پرتابه ­ها بر اساس کاربرد

 

کاربرد گلوله های کفشک­ دار به دو دسته بر اساس کاربرد و عملکرد تقسیم می ­شود.

 

گونه اول گلوله ها برای بیشترین میزان انرژی برخورد و دانسیته بالا طراحی می­ شوند. این گروه از گلوله ها برای نابودی سطوح زرهی و نفوذ بالا ساخته lمی شوند.

برای این گروه به طور عمده سه نوع از سابوت ها مورد استفاده قرار می گیرند.

1. گلوله های پایدار شده با چرخش با استفاده از سابوت­های cup
2. گلوله ­های پایدار شده به وسیله آیرودینامیک با استفاده از سابوت­های cup
3. گلوله­ های پایدار شده به وسیله آیرودینامیک یا استفاده از سابوت ring

گونه دوم از دسته بندی گلوله ها مربوط به گلوله­ های طراحی شده با دانسیته متوسط و پایین است .

این گونه از گلوله­ ها استفاده­ های بسیاری مانند گلوله­ های خرج گود، راکت­ها و انواع مختلف دیگر از مهمات را دارند.

 

 

 

 

       

 

 

 

انواع مهمات از لحاظ ساختار

 

در فرآیند طراحی سابوت ها به دو دسته تقسیم می­شوند:

 

1. نوع cup
2. نوع ring

 

که شامل هر دو نوع گلوله های پایای چرخشی و پایای غیر چرخشی می ­­شود. البته هرکدام از این دسته بندی ها به چند زیرمجموعه تقسیم می شود. به این صورت که 12 نوع سابوت cup و 7 نوع سابوت نوع ring وجود دارد.

 

 

 

 

انواع سابوت­های نوع cup

 

انواع سابوت­های نوع cup را در شکل های زیر مشاهده می­ کنید.ساده ­ترین نوع سابوت نوع cup شامل یک کمربند چرخشی برای ایجاد چرخش در گلوله و یک مسدود کننده جدا شونده و چند یار و شیب بر روی سطح سابوت برای کاهش وزن و همچنین بهبود شرایط جدا شدن سابوت است. همانطور که طراحی در شکل های زیر نشان داده شده است یک مخروط ناقص برای انتقال نیرو از پیشرانه به گلوله همراه با کاهش کالیبر گلوله استفاده شده است. گاهی یک لایه نازک پلاستیک برای کاهش نیرو­های وارده به گلوله استفاده می­ شود. همانطور که در شکل ها مشاهده می­ کنید بعضی از انواع گلوله های ضد زره به صورت منحصر به فرد برای پرتاب مواد شکننده و ترد طراحی می­ شوند. گاهی نیزگلوله­ های کفشک دار به صورت کالیبر کامل برای پرتاب گلوله های راکتی نیز استفاده می­ شوند.

 

 

  

 

 

 

 

منابع

1. Chamber burg ,Engineering desigen hand book,sabot technology engineering , 1973
2. K E Cafdagli ,DEVELOPMENT OF A SABOT DESIGN TOOL,middle east technical university,2006
3. منابع کامل در پایان تاپیک

ادامه دارد...

ویرایش شده در مهر 94 توسط crazy-doctor

[ak2 677]

انواع مهمات از لحاظ ساختار

 

در فرآیند طراحی سابوت ها به دو دسته تقسیم می­شوند:

 

1. نوع cup
2. نوع ring

که شامل هر دو نوع گلوله های پایای چرخشی و پایای غیر چرخشی می ­­شود. البته هرکدام از این دسته بندی ها به چند زیرمجموعه تقسیم می شود. به این صورت که 12 نوع سابوت cup و 7 نوع سابوت نوع ring وجود دارد.

 

 

http://8pic.ir/images/zi9r9x682eggfm6x6ri0.jpg

[ak2 677]

انواع سابوت­های نوع cup

 

انواع سابوت­های نوع cup را در شکل های زیر مشاهده می­ کنید.ساده ­ترین نوع سابوت نوع cup شامل یک کمربند چرخشی برای ایجاد چرخش در گلوله و یک مسدود کننده جدا شونده و چند یار و شیب بر روی سطح سابوت برای کاهش وزن و همچنین بهبود شرایط جدا شدن سابوت است. همانطور که طراحی در شکل های زیر نشان داده شده است یک مخروط ناقص برای انتقال نیرو از پیشرانه به گلوله همراه با کاهش کالیبر گلوله استفاده شده است. گاهی یک لایه نازک پلاستیک برای کاهش نیرو­های وارده به گلوله استفاده می­ شود. همانطور که در شکل ها مشاهده می­ کنید بعضی از انواع گلوله های ضد زره به صورت منحصر به فرد برای پرتاب مواد شکننده و ترد طراحی می­ شوند. گاهی نیزگلوله­ های کفشک دار به صورت کالیبر کامل برای پرتاب گلوله های راکتی نیز استفاده می­ شوند.

 

 

 

 

http://8pic.ir/images/3zylkdi0r7vqypff7ua5.jpg

[ak2 677]

منابع

1. Chamber burg ,Engineering desigen hand book,sabot technology engineering , 1973
2. K E Cafdagli ,DEVELOPMENT OF A SABOT DESIGN TOOL,middle east technical university,2006
3. منابع کامل در پایان تاپیک

[crazy-doctor 7,023]

با تشکر از شما تاپیک منتقل شد

[q-5 114]

با سلام و عرض ادب خدمت دوست گرامی جناب

ak2

عزیز و ذکر این مطلب که در مورد مطلب بسیار مفیدتون مطالعه ای کردم و اون رو بسیار آموزنده برای خودم دونستم.

با اجازه شما یک مقاله از مجله علمی پژوهشی مواد پر انرژی ،سال سوم،شماره دوم در این مورد با نام

تحليل تئوري و شبيه سازي عددي در طراحي سابوت پرتابه هاي ضد زره فين دار

مرتبط با این موضوع به همراه یک فیلم که به صورت کاملا واضح پرتاب یکی از این گلوله ها رو نشان میده قرار میدم.

بازم دخالت بنده در تایپیکتون رو ببخشید.

 

مقاله

 

فیلم

[ak2 677]

با تشکر از جناب q-5 عزیز.مطلبی که فرمودید جزء منابع هست و در ادامه استفاده خواهد شد

[ak2 677]

1.1انواع سابوت­های نوع ring)3)

 

انواع سابوت های نوع  ring را در شکل های زیر مشاهده میکنید. ساده ترین اصلاحاتی که میتوان بروی سابوت های نوع ring انجام داد طرح هایی مانند افزودن سطوح آب­بندی وکاهش وزن سابوت است که در شکل های زیر نشان داده شده است. همانطور که در شکل­ها شاهده می­کنید از فلز با چگالی پایین و پلاستیک برای افزایش کارایی سابوت استفاده می­شود.

 

 

انواع سابوت ها از دیدگاه روش حذف:

 

هنگامی که پرتابه از دهانه سلاح خارج می­شود سابوت همراه آن وظیفه خود را به طور کامل انجام داده است و حالا باید از از پرتابه جدا شود. اما فرآیند جدایش دارای حواشی فراوانی است. تا کنون دو روش برای جدایش سابوت پیشنهاد شده است.روش اول جدا شدن سابوت و پرتاب در مسیر جدایش که ممکن است آسیب هایی را در پی داشته باشد و یا درون شعله پوش سلاح گیر کند. روش دوم تخریب سابوت است که با استفاده از مواد متخلخل این تخریب انجام میشود.روش سوم استفاده از مواد اشتعال پذیر برای ساخت سابوت است که با این روش بعد از خروج گلوله از دهانه سابوت به طور کامل می سوزد و مشکلات حاشیه ای کمتری را در پی دارد.

 

1.1سابوت های جدا شونده:

 

گلوله های با سابوت جدا شونده به این صورت عمل می کنند که پس از شلیک گلوله هنگامی که گلوله و سابوت از دهانه سلاح خارج شدبه دلیل طراحی آیرودینامیکی ضعیف برای سابوت نیرو درگ زیادی به سابوت وارد می شود و این نیروی درگ سبب جدایش سابوت از گلوله می شود. سابوت های جدا شونده در نوع ring و بعضی از انواع cup از چند قطاع تشکیل شده اند که پس از شلیک این قطعات از هم جدا شده و سپس از پرتابه جدا می شوند. هنگامی که باروت آغازش می­شود حجم زیادی از گاز های داغ با فشار بالا در پشت گلوله به وجود می­آید که سابوت این فشار را به گلوله منتقل می­کند.

اگر سابوت به خوبی طراحی نشده باشد و در لوله سلاح هنگام بارگذاری فشار ناشی از پیشرانه دچار تغییرات ناخواسته شود سبب ایجاد تلورانس در حرکت گلوله و در نتیجه تغییر خط سیر گلوله خواهد شد.گلوله مسیر پیش بینی شده را طی نخواهد کرد و از طرفی پس از خروج گلوله از دهانه سلاح اگر جدایش سابوت به خوبی انجام نگیرد سبب وارد آمدن نیرو هایی به گلوله می گردد که حاصل آن کاهش دقت سلاح خواهد بود.

مهمترین نکته که در طراحی سابوت های جدا شونده حائز اهمیت است فرآیند جدایش سابوت پس از شلیک گلوله هنگام خروج از دهانه سلاح می­باشد. در ادامه بررسی هایی را که بر روی فرآیند جدایش توسط آزمایش انجام شده است برای یک نمونه خاص طرح خواهیم کرد.

 

 

بررسی فرآیند جدایش توسط تصاویر x-ray) :17)

همانطور که در شکل های زیر مشاهده میکنید، در شکل اول که با نیروی درگ توصیف شده است فرآیند جدایش را مشاهده میکنید. در فاصله 0.6 متری از دهانه سلاح اجزای سابوت موازی با گلوله همراه با یک حفره حدود 4 میلی متر است. باید به این نکته توجه داشت که برای این نوع از شکل سابوت خروج گاز ها همراه با قفل کردن سابوت ها به یکدیگر می باشد و این حفره ناشی از خلاصی گلوله از لوله سلاح و پایان یافتن فشار ناشی از گاز های احتراق می باشد.

در فاصله 1.6 متری از دهانه سلاحنیروی درگ و فرآیند جدایش نشان داده شده است.

در شکل دوم جدایش از عقب توصیف شده است و در شکل سوم جدایش به صورت بلند کردن نشان داده شده است.

 

 

 

1.1سابوت های تخریب شونده 6:

 

نوع دیگری از سابوت ها تخریب شونده هستند. این نوع کفشک ها از موادی تشکیل شده اند که پس از خروج از دهانه سلاح تخریب می­شوند. همانطور که در شکل های زیر نشان داده شده است سابوت و گلوله به طور کامل در لوله سلاح به یکدیگر متصل شده اند و سپس مجموعه سابوت و گلوله در لوله سلاح حرکت می کنند.در مرحله بعد پس از خروج ، سابوت تخریب می شود.

در شکل اول شماره 11 مربوط به لوله سلاح و شماره 12 مربوط به گلوله با نسبت طول به قطر زیاد و شماره 13 مربوط به سابوت متخلخل است. در شکل اول نشان داده شده است که سابوت ازجنس کف جامد با تخلخل بالا ساخته شده است.کف برای این استفاده مناسب است زیرا دارای ساختار همگن و کشش مناسبی می باشد که می تواند با دقت بالایی کنترل شود.

گاز پیشرانه با شماره 14 نشان داده شده است که معمولا هنگام حرکت گلوله درون لوله سلاح مقداری از این گاز درون تخلخل سابوت نفوذ می کند.نیروی ناشی از گاز پیشرانه توسط دندانه هایی که با شماره 16 نشان داده شده است به گلوله منتقل می شود.

در شکل دوم مجموعه گلوله و سابوت درون لوله حرکت می کنند و شماره 14a نشان می دهد که گاز های ناشی از احتراق پیشرانه از دهانه خارج می شود.شماره 14b نشان می دهد که مقداری از گاز وارد تخلخل سابوت می شود.

گاز ناشی از پیشرانه دارای فشار بسیار بالایی است . هنگامی که این گاز وارد تخلخل سابوت می شود فضای متخلخل داخل سابوت نیز دارای فشار بالایی می گردد.سابوت مادامی که درون ل.له قرار دارد فشار بالای ناشی از گاز های پیشرانه را تحمل می کن زیرا توسط لوله پشتیبانی می شود.هنگامی که سابوت لوله سلاح را ترک کرد ناگهان اختلاف فشار بسیار بزرگی بین فضای متخلخل داخل سابوت و محیط بیرون به وجود می آید.این اختلاف فشار سبب از هم پاشیدگی سابوت میشود که در شکل سوم نشان داده شده است.

 

[ak2 677]

گلوله های با اجزاء اشتعال پذیر:

 

چند دسته از گلوله هایی که قسمتی از بدنه آنها هنگام فرایند بالستیک داخلی و یا کمی بعد از آن در بالستیک دهانه مشتعل می شود در زیر اورده شده است. با توجه به اینکه یکی از مهمترین قسکت های طراحی سابوت اشتعال پذیر طراحی فرایند سوزش آن است لازم است تا اطلاعاتی در مورد گلوله هایی که قسمت هایی از آن ها در فرایند بالستیک می سوزد داشته باشیم.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

گلوله های با پوکه های اشتعال پذیر:

 

گلوله های با پوکه های اشتعال پذیر در بیست سال گذشته تولید شده و مورد استفاده قرار گرفته است. معمولا حداکثر وزن خرج قابل بار گذاری برای یک گلوله حجم  پوکه ان است. البته برای بهبود عملکرد پیشرانه و در نتیجه آن بهبود مهمات بهینه سازی چگالی خرج پیشرانه نیز بسیار با اهمیت است.

ترکیب اصلی مواد سازنده پوکه های اشتعال پذیر ترکیبات نیترو سلولز است که با انجام تصحیحاتی بر روی آن میتوان مشخصات عملکردی آن را بهبود بخشید. 

برای بهبود مشخصات پوکه های اشتعال پذیر اعمالی را می توان انجام داد.

1. استفاده از ترکیبات رزین جدید
2. طراحی و استفاده از افزونه هایی که خواص مکانیکی را بهبود می بخشد.

برای مقایسه تاثیر انجام تصحیحات بر روی مواد پوکه بر روی خواص مکانیکی و بهبود این خواص نمودار های مربوط به پوکه گلوله 120 میلیمتری که در آن از رزین جدید استفاده شده است را در ادامه خواهید دید.

برای بهبود مشخصات پوکه رزین های افزوده شده عبارتند از dm33 و dm23 و dm53 که اطلاعات مربوط به مقایسه  را در نمودار های زیر مشاهده میکنید.

 

http://8pic.ir/images/8j41j3i856wjsxc9wigp.png

گلوله های بدون پوکه (caseless):

 

انواع مختلفی از گلوله های caseless وجود دارند و در گروهبندی های متفاوتی قرار می گیرند.

داخل محفظه گلوله های caseless به صورت حلقوی و بیرون آنها می توانند به صورت حلقوی و یا مربعی و یا شکل های دیگر بنا به نوع سلاح باشند.

در شکل های زیر انواع متفاوتی از گلوله ها و پوکه های caseless را مشاهده می کنید. که در ادامه در مورد این نوع گلوله ها توضیحاتی ارائه خواهد شد.

 

شکل اول نمایی طولی از یک گلوله caseless تلسکوپی را مشاهده می کنید.

شکل دوم نمایی دیگر از گلوله caseless تلسکوپی است.

شکل سوم نیز نمایی طولی از یک نوع دیگر از گلوله های caseless است

شکل چهارم نمایی طولی از یک گلوله در سلاح جهت عملکرد است.

 

http://8pic.ir/images/p01vgr3jtmmw7r9ai0cz.png

در شکل اول گلوله در لوله ای از خرج پیشرانه قرار گرفته است.گلوله در قسمت پایه توسط لوله ای از خرج پیشرانه محافظت شده است. خرج پیشرانه در قسمت انتهایی دارای یک تو رفتگی برای قرار گرفتن آغازگر است.خرج پیشرانه به وسیله آغازگر (چاشنی) آغازش می شود.

در شکل دوم ظاهر گلوله caseless کمی با شکل اول متفاوت است. در شکل دوم گلوله در قسمت نوکبه وسیله یک در پوش محافظت شده و در مرکز قرار گرفته است. گلوله در انتها به وسیله یک حفره که در انتهای خرج پیشرانه قرار دارد در جای خود قرار گرفته است. خرج کمکی در انتهای گلوله و در حفره بین خرج اصلی و آغازگر قرار دارد.هر دو در پوش محافظ که در انتها و نوک گلوله که با شماره های 26 و 28 نشان داده شده است به صورت چسبنده با دیواری از خرج قالب ریزی شده و محافظت می شود.

در شکل سوم نوع دیگری از گلوله های caseless نشان داده شده است که در آن مرمی از نوع مرمی های کالیبر کوچک می باشد.مجموعه سابوت و گلوله و پایه سابوت در محفظه ای از خرج پیشرانه قرار گرفته است.در این نوع گلوله ها سابوت و پایه سابوت می تواند از جنس فلزات سبک مانند الومینیوم ساخته شوند. در پوش محافظ گلوله نیز از جنس مواد اشتعال پذیر می باشد.

سابوت و پایه آن می توانند دارای یک یا چند باند برای انتقال پرخش از لوله به گلوله باشند. پس از شلیک گلوله محفظه خرج پیشرانه آغازش می شود و مجموعه سابوت و گلوله از لوله خارج شده و سپس در مرحله بالستیک دهانه سابوت به چند قطاع تقسیم شده و از گلوله جدا می شود. سیستم آغازش در این نمونه مانند شکل قبل از ترکیب آغازگر و خرج کمکی تشکیل شده است که در حفره انتهای خرج قرار دارد.

در شکل چهارم نوع قرار گیری گلوله در چمبر را مشاهده می کنید.

نوع خرج استفاده شده در این نوع گلوله می تواند از انواع پیشرانه های تک پایه و دوپایه یا سه پایه باشند.

در جدول زیر نتایج حاصل از آزمایش یک نوع گلوله 20 میلیمتری را که به وسیله یک پیشرانه دوپایه طراحی شده است ، مشاهده میکنید.

http://8pic.ir/images/t65vpoi8lf17xtk1iptp.png